Toprağın özgül elektrik direnci

Elektrik tesisatlarının akımlarının akabileceği yer kabuğunun üst katmanlarına genellikle toprak denir. Bir akım iletkeni olarak toprağın özelliği, yapısına ve içerdiği bileşenlere bağlıdır.

Dünyanın ana bileşenleri - silika, alüminyum oksit, kireçtaşı, kömür vb. — yalıtkandırlar ve toprağın iletkenliği toprak çözeltisine, yani bileşenlerin iletken olmayan katı parçacıkları arasında hapsolmuş nem ve tuzlara bağlıdır. Böylece, toprak, metallerdeki elektronik iletkenliğin aksine, daha büyük bir iyonik iletkenliğe sahiptir. elektrik akımına karşı elektriksel direnç.

Toprağın özelliklerini bir akım iletkeni olarak tanımlamak adettendir. özgül elektrik direnci ρ, kenarları 1 cm olan bir toprak küpünün direnci anlamına gelir, bu değer şu ifade ile belirlenir:

ρ = RS / l,

Ohm • cm2 / cm veya Ohm / cm, burada R, kesiti C (cm2) ve uzunluğu l (cm) olan belirli bir hacimdeki toprağın direncidir (Ohm).

Toprak direncinin değeri ρ toprağın doğasına, nem içeriğine, baz, tuz ve asit içeriğine ve ayrıca sıcaklığına bağlıdır.

Dünyanın ρ farklı topraklarının etkin elektrik direncindeki değişim aralığı çok büyüktür, örneğin kilin direnci 1 — 50 Ohm- / m, kumtaşı 10 — 102 Ohm/ m ve kuvars 1012 — 1014 Ohm / m Karşılaştırma için, gözenekleri ve çatlakları dolduran doğal çözeltilerin özgül elektrik direncini sunuyoruz. Örneğin doğal sular, içinde çözünmüş tuzlara bağlı olarak 0,07 - 600 Ohm / m, nehir ve tatlı yeraltı suları 60 - 300 Ohm / m, deniz ve derin sular 0,1 - 1 Ohm / m dirence sahiptir.

Topraktaki çözünmüş maddelerin içeriğindeki artış, toplam nem içeriği, parçacıklarının sıkışması, sıcaklıktaki artış (nem içeriği azalmazsa) ρ'da bir azalmaya yol açar. Toprağın yağ ve yağ emprenye edilmesinin yanı sıra donma da ρ'yı önemli ölçüde artırır.

Dünya, farklı ρ değerlerine sahip birkaç toprak katmanından oluşan heterojendir. Başlangıçta, topraklama ve mühendislik çalışmaları hesaplanırken, ρ'nın düşey yönde zeminde homojen olduğu varsayımı esas alınıyordu. Şimdi, topraklanmış elektrotları hesaplarken, dünyanın iki katmandan oluştuğu varsayılır: üst katman ρ1 direnci ve h kalınlığı ve alttaki katman ρ2 direnci ile. Dünyanın böyle hesaplanmış iki katmanlı bir modeli, yüzey tabakasının donması ve kurumasının yanı sıra yeraltı suyunun p bölgesi üzerindeki etkisinin neden olduğu dünyanın derinliğindeki değişikliklerin özelliklerini iyi yansıtır.

ρ değerini etkileyen tüm faktörlerin analitik olarak hesaplanması zordur, bu nedenle kabul edilen hesaplama doğruluğunu karşılayan direnç doğrudan ölçümlerle elde edilir.

Dünyanın elektriksel yapısının parametrelerini (katmanların kalınlığı ve her bir katmanın direnci) ölçmek için şu anda iki yöntem önerilmektedir: dikey bir test elektrotu ve dikey bir elektrik ölçümü. Ölçüm yönteminin seçimi, toprağın özelliklerine ve gerekli ölçüm doğruluğuna bağlıdır.

Ayrıca bakınız: Toprak direnci nasıl ölçülür

Aşağıdaki tablo en yaygın toprakların direncini göstermektedir.

Toprak direnci Toprak tipi Direnç, Ohm / m Kil 50 Yoğun kalker 1000-5000 Gevşek kalker 500-1000 Yumuşak kalker 100-300 Hava koşullarına bağlı olarak granit ve kumtaşı 1500-10000 Bozunmuş granit ve kumtaşı 100-600 Humus tabakası 10- 150 Siltli topraklar 20 -100 Jura marnları 30-40 Marn ve yoğun kil 100-200 Mika şeyl 800 Kil kumu 50-500 Silis kumu 200-3000 Tabakalı şeyl topraklar 50-300 Çıplak kayalık toprak 1500-3000 Çim kaplı taşlı toprak 300-500 Sulak alanlar Birkaç birimlerden 30'a kadar Islak turba toprakları 5-100